光的波长

 波长是“峰之间的距离”或“谷之间的距离”,这会改变光的颜色等属性。

在上图中,顶部的波浪波峰较宽,底部的波浪较窄。
我们区分上波具有“较长波长”,下波具有“较短波长”。

光特性差异的一个例子是,当光穿过棱镜时,它被分成七种彩虹颜色,如图所示。
这是由于光的特性发生了变化,即“波长越短,折射率越高”。

光的频率

波有一个与波长相关的概念,称为频率。该值表示一秒内出现了多少个波峰和波谷,或者换句话说,一秒内出现了多少个波。
波在一秒内传播的距离大约为每秒 300,000 公里,因此 我们可以看到“波长”和“频率”之间是倒数关系,因为
波速 = 波长 x 频率。 换句话说,如果知道频率,就可以求出波长,如果知道波长,就可以求出频率。
 

光按波长分类

现在,让我们看看如何根据光的波长和特性对光进行分类。

颜色是我们每天所经历的光特性的差异,具体取决于其波长。
人类能看到的波长范围约为380纳米至780纳米,这个范围称为“可见光”。
我们知道,波长短的光呈现紫色,相反,波长长的光呈现红色。

那么,这个范围之外的不可见光具有什么样的性质呢?

19世纪的电磁学研究表明,人眼可见的光(可见光)是一种波长非常有限的波,称为“电磁波”。即使在我们看不见的波长范围内,也存在具有各种特性的光。

光波长表.jpg

波长比可见光短的光

当我们从可见光转向较短波长时,首先出现的光称为“紫外线”,意思是“外部紫罗兰色”。

此外,还有波长更短的“X射线”和“γ射线”。
每个边界确定如下。
・紫外线与X射线的界限:10nm(10-8m)
・X射线与γ射线的界限:1pm(10-12m)

“X射线”这个名字来源于数学中的“X”,它代表“未知”,因为它在被发现时被认为是“未知的辐射”。
“伽马射线”一词源于这样一个事实:原子分裂时发出的辐射按照被发现的顺序被命名为“α射线”、“β射线”和“伽马射线”。

波长比可见光更长的光

相反,我们还将研究波长比红色更长的电磁波。
第一个是“红外线”,意思是“红色之外”。它指的是从780nm到1mm(10-3m)。

所有波长长于红外辐射的电磁波都称为“无线电波”。
无线电波是经常用于通信的波长带。电视、广播和移动电话通信都是使用无线电波进行的。

・手机频段与波长的关系

您可能见过手机通信频段的“700MHz频段”或“2GHz频段”等指示。
该“700MHz”的频率(振动频率)的波长约为43cm。

计算公式
 波速 = 波长 x 频率
 3 x 108m/s = 波长 x (700 x 106) Hz
 波长 = 3 x 108 ÷ (700 x 106) = 3/7 ≑ 0.43m